模擬量輸出電路

1、CBB規(guī)范模擬量輸出電路(VER:擬制：華 時(shí)間： 2009-05-26批準(zhǔn)：時(shí)間：文件評優(yōu)級別: A優(yōu)秀 B良好 C一般1功能介紹冃前許多單片機(jī)本身都不具備模擬量輸出（ DAC）功能，但可以輸出PWM信號，本電路 實(shí)現(xiàn)了將頻率為10K,幅值為5V的PWM信號轉(zhuǎn)換成010V電壓或者020mA電流的模擬量信號 輸出。2詳細(xì)原理圖C10.1U/100V+ 15C20.1uPWM 密8U1AUout1u/50V；R8100kR10R122k32R4100k4C40.1u-15R2 22kC31u/50V1 R3100R610kR5 、八9.1k0- 10V短接片DJ5 +k20C65- U100k1

2、00R13U 1U 26*-OJ1TB M M-LOXJ1TB M M2k o2Q1+ U2IoutC50.1U/100V工作原理說明：（1）輸入頻率為10K,幅值為5V的PWM信號，經(jīng)過元件R1、C1、R2、C3T階低通濾波 后轉(zhuǎn)換成05V的電壓信號；（2） 運(yùn)放U1A是一個(gè)同相放大器，對輸入信號放大（1+R6/R5）倍，所以輸出電壓 Uout 對應(yīng)010V；（3） 虛線框內(nèi)部分構(gòu)成了一個(gè)恒流源，電流大小就是lout=Uout*R7/R8/R13;（4）通過短接片跳線可以選擇輸出電流或者電壓信號。3器件功能電阻R1、R2及電容C1、C3構(gòu)成二階RC氐通濾波器，將輸入 PWM信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)電壓

3、。U1A為同相輸入運(yùn)算放大器；U1B構(gòu)成了一個(gè)恒流源；二極管D1,對端子信號進(jìn)行電壓鉗位，防止電壓過高或者過低，起保護(hù)作用；電容C2、C4為芯片TL082的濾波電容；C5 C6,輸出電壓濾波，減少電壓紋波作用；Q1、Q2三極管，增加電流驅(qū)動能力；R9 R11，三極管基極限流電阻。4參數(shù)計(jì)算4.1運(yùn)算放大器：選擇常用TL082。4.2電阻R1、電容C1、電阻R2、電容C3：構(gòu)成二階低通濾波電路，必須滿足截止頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入的PWM頻率，這里電阻我們選用22K，兼顧到響應(yīng)速度，電容 C1選用電容，為了更好地穩(wěn)定運(yùn)算輸入端電壓，電容C3這里選用1uF電容。濾波積分時(shí)間常數(shù)為：.R1 R2 C1 C3

4、. 22K22K 10.1 =7mS符合使用要求。4.3 電容 C2、C4：芯片電源濾波電容，選擇常用的電容。4.4電容C5、濾波作用，直接與外端輸出端子相連，一方面減少輸出電壓紋波，另一方面也可以抑制外部輸入的干擾信號。這里選用100V電容。4.5電容C6：濾波電容，抑制電壓紋波，選擇1UF/50V電容。4.6電阻R5、R6的選取:05V的信號通過同相放大器放大到010V輸出，放大倍數(shù)為(1+R6/R5),輸入信號05VPWM信號需要轉(zhuǎn)換成010V輸出。考慮到輸入的PWM信號有可能會略低于5V,所以 放大倍數(shù)稍大于2，這里R5選擇，R6選擇10K。4.7恒流源電路，電阻 R7、R8 R10、

5、R11、R13:典型的恒流源電路，由圖可知：U U _2 (Uout U_2)*R7/(R7R8)U U _1* R10/(R10R12)對于運(yùn)放有UU ，所以有：Uout * R7/(R7 R8) U _2* R8/(R7 R8) U _1* R10/(R10R12)我們?nèi)‰娮?R8=R10, R7=R12,則有：U _1 U _2 Uout * R12/ R8當(dāng)R13R7,輸出電流Iout就等于流過 R13的電流。輸出電流Iout與電壓Uout的關(guān)系：IR12 UoutoutR8 R13這里我們R13取100歐姆，R12=R7=20k R8=R10=100k,因?yàn)閁out范圍為010V，所

6、以輸 出電流Iout對應(yīng)為020mA。4.8 二極管 D1:由于此處二極管的電流和工作電壓小，此處選公司的優(yōu)選器件MMBD7000LT1。4.9三極管Q1、Q2 :由于運(yùn)放驅(qū)動電流有限，通過三極管起增加驅(qū)動電流作用，此處選公司的優(yōu)選器件MMBT4401L，由于三極管電流上升有一定時(shí)延，在這用兩組并聯(lián)可加快響應(yīng)速度和 電流驅(qū)動能力。4.10 電阻 R9、R11：三極管基極電阻，選擇1K電阻即可。5器件可靠性分析(可選)此電路已大批量應(yīng)用于我司產(chǎn)品，各項(xiàng)目測試指標(biāo)正常，目前未反饋故障情報(bào)。6電路測試數(shù)據(jù)（可選）略7器件清單骨口. 序號料號名稱型號數(shù)量位號12-15-11-082運(yùn)放;雙單元/SOI

7、C-8TL0821U123-08-77-104片狀電容;100nF 土10%-100V-1206-X7R100V2C1,C533-08-97-104片狀電容；100nF土 10%-50V-06032C4,C243-08-74-105片狀電容；1 口F(+80%-20%)-50V-0805-Y5V1u/50V2C3,C653-56-52-700雙開關(guān)二極管；100V/200mA/串聯(lián)/SOT-23MMBD7000LT11D163-57-02-401貼片NPN三極管;40V/225mW/SOT-23MMBT4401L2Q1,Q273-24-90-223片狀電阻;1/10W-22K Q 1%-060322k2R1,R283-24-90-101片狀電阻;1/10W-100 Q 1%-06031002R13,R393-24-90-104片狀電阻;1/10W-100K Q 1%-0603100k3R4,R8,R10103-24-90-912片狀電阻;1/ 土 1%-06031R5113-24-90-103片狀電阻;1/10W-10K Q 1%-060310k1R6123-24-90-203片狀電阻;1/10W-20K Q 1%-060320k2R7,R12133-24-